//给定一个链表的头节点 head ，返回链表开始入环的第一个节点。 如果链表无环，则返回 null。 
//
// 如果链表中有某个节点，可以通过连续跟踪 next 指针再次到达，则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环，评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到
//链表中的位置（索引从 0 开始）。如果 pos 是 -1，则在该链表中没有环。注意：pos 不作为参数进行传递，仅仅是为了标识链表的实际情况。 
//
// 不允许修改 链表。 
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// 
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// 
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// 示例 1： 
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// 
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// 
//输入：head = [3,2,0,-4], pos = 1
//输出：返回索引为 1 的链表节点
//解释：链表中有一个环，其尾部连接到第二个节点。
// 
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// 示例 2： 
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// 
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// 
//输入：head = [1,2], pos = 0
//输出：返回索引为 0 的链表节点
//解释：链表中有一个环，其尾部连接到第一个节点。
// 
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// 示例 3： 
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// 
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// 
//输入：head = [1], pos = -1
//输出：返回 null
//解释：链表中没有环。
// 
//
// 
//
// 提示： 
//
// 
// 链表中节点的数目范围在范围 [0, 10⁴] 内 
// -10⁵ <= Node.val <= 10⁵ 
// pos 的值为 -1 或者链表中的一个有效索引 
// 
//
// 
//
// 进阶：你是否可以使用 O(1) 空间解决此题？ 
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package leetcode.editor.cn;

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;

class LinkedListCycleIi {
    public static void main(String[] args) {
        Solution solution = new LinkedListCycleIi().new Solution();
    }
    //leetcode submit region begin(Prohibit modification and deletion)

    // Definition for singly-linked list.
    class ListNode {
        int val;
        ListNode next;

        ListNode(int x) {
            val = x;
            next = null;
        }
    }

    public class Solution {
        /**
         * 哈希表
         *
         * @param head
         * @return
         */
        /*
        public ListNode detectCycle(ListNode head) {
            HashSet<ListNode> set = new HashSet<ListNode>();
            ListNode cur = head;
            while (cur != null) {
                if (set.contains(cur)) {
                    return cur;
                }
                set.add(cur);
                cur = cur.next;
            }
            return null;
        }
        */

        /**
         * 快慢指针法
         *
         * @param head
         * @return
         */
        /*public ListNode detectCycle(ListNode head) {
            ListNode fast = head;
            ListNode slow = head;
            // 判断为null或者一个节点时
            while (fast != null && fast.next != null) {
                // fast移动两步，slow移动一步
                slow = slow.next;
                fast = fast.next.next;
                // 在环中相交时
                if (slow == fast) {
                    ListNode index1 = slow;
                    ListNode index2 = head;
                    while (index1 != index2) {
                        index1 = index1.next;
                        index2 = index2.next;
                    }
                    return index1;
                }
            }
            return null;
        }*/

        /**
         * 快慢指针
         *
         * @param head
         * @return
         */
        /*public ListNode detectCycle(ListNode head) {
            ListNode slow = head;
            ListNode fast = head;
            while (fast != null && fast.next != null) {
                fast = fast.next.next;  // 快指针移动2个节点
                slow = slow.next;   // 慢指针移动1个节点
                // 相等时
                // x = z 表示找到节点环的入口
                if (fast == slow) {
                    ListNode index1 = head;
                    ListNode index2 = fast;
                    while (index1 != index2) {
                        index1 = index1.next;
                        index2 = index2.next;
                    }
                    return index1;
                }
            }
            return null;
        }*/

        /**
         * 哈希法
         *
         * @param head
         * @return
         */
        /*public ListNode detectCycle(ListNode head) {
            // key: 节点
            // value: 索引
            HashSet<ListNode> set = new HashSet<>();
            ListNode node = head;
            while (node != null && node.next != null) {
                if (set.contains(node)) {
                    return node;
                }
                set.add(node);
                node = node.next;
            }

            return null;
        }*/
        public ListNode detectCycle(ListNode head) {
            ListNode slow = head, fast = head;
            while (fast != null && fast.next != null) {
                fast = fast.next.next;
                slow = slow.next;
                while (fast == slow) {
                    ListNode node1 = head, node2 = fast;
                    while (node1 != node2) {
                        node1 = node1.next;
                        node2 = node2.next;
                    }
                    return node1;
                }
            }

            return null;
        }
    }
//leetcode submit region end(Prohibit modification and deletion)

}
